海上变深度拖缆地震数据采集模拟与分析

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1、海上变深度拖缆地震数据采集模拟与分析全球海洋油气资源丰富，据《油气杂志》统计，截至2006年1月1日，全球海上石油探明储量约380亿吨，海洋天然气资源约140万亿立方米。其中30%分布在大陆坡的深水、超深水域。全球陆地、浅海经过长期的勘探，重大油气发现的数量已经越来越少。海洋油气生产增长迅速，从20世纪60年代每天约20万t到2005年接近每天400万t随着海上油气勘探开发向深海转移，全球深海油气产量也在快速增长。据英国道格拉斯统计和预测，2004年海上产量约占全球总产量的34%，预计到2015年可达到39%。因为海上打一口井的

2、费用太高，一般在水深30-50米的海上，钻一口井的费用相当于陆上的十倍。水深150米钻一口井的费用是陆上的几十倍到上百倍，所以在海上找油，就特别重视地震勘探。海上找油的实践经验可以归纳为一句话：“突出地震，少井高产。”因此，人们加大了对海洋勘探的研究力度。本论文主要研究如下问题：1）分析海上地震勘探拖缆地震数据采集的问题；2）海上变深度拖缆地震数据优势分析；3）海上变深度拖缆地震数据处对策与研究方法；4）了解海上地震勘探原理及主要问题；本文将就上述问题逐一展开。1.分析海上地震勘探拖缆地震数据采集的问题；海上地震如此受重视的原因

3、有三个：一、海上地震效率高、成本低。一般海上地震效率可以较陆上地震高很多，可以达到十七倍，所以海上每公里的成本只是陆上的八分之一。二、海上地震资料质量高，勘探效果好。三、海上地震技术更新快，推广快。虽然随着各大石油公司增加海上地震的投入，很多问题得到了解决，但是在海上地震勘探拖缆地震数据采集方面依然存在很多问题。海洋石油地震勘探是由陆地石油地震勘探发展而来，先延伸至浅海，最后发展到深海。但是由于海洋复杂的地球物理环境，产生了很多不同于陆地石油勘探的问题。影响海上地震资料品质的因素是很多方面的，一、采集系统以外的因素对数据采集的影

4、响：其中有环境的影响，如海水的温度、含盐度和潮汐高程的变化，有洋流的影响，二、采集参数的影响，如气枪容量和沉放深度、电缆长度及沉放深度、道间距、覆盖次数等。具体可以总结为如下：一是三维偏移成像的精度有待提高。对海上地震资料来说，求准空变的三维速度和实现全三维叠前偏移特别重要。现在虽然计算机技术迅猛发展，人机联作进一步加强，正反演模型越来越精准，但是由于人类对海上地震勘探高精准目标的不懈追求，上述方面仍然需要进一步提高和改善。二是要提高深层的高频地震信息（100hz以上）的能量。在等浮拖缆地震数据采集中，高、低频信息匮乏，频带宽度

5、相对窄，不利于一些特殊地质现象（如薄储层和地层圈闭）的处理解释。在现代海上地震采集系统中，震源在提高分辨率方面显得尤为重要。三是三维资料处理和解释的过程慢，特别是要缩短解释的时间。数据采集所用时间相对最短，数据处理时间适中，资料解释所用时间最长。进度缓慢往往会延误整个海上石油开采的过程。解决办法是发展更大的计算机。四是海上地震采集装备中某些部件的可靠性。统计表明，拖缆是海上地震作业中发生故障最多的。只有装备的可靠性提高了，地震作业的效率才能更高，成本才能更低。为了适应海上勘探高覆盖次数的要求，等浮电缆的道数不断增加。在海洋勘探中

6、进行多次覆盖观测时，观测船的速度恒定很重要，因为它关系到震源的激发时间。但是由于船速受风浪、涌流等多种因素的影响，所以必须用多普勒声呐及时调节船速才能保持它的恒定。此外，由于海流的影响，电缆和测线方向往往具有一定的夹角（电缆偏角），激发点间距也不均匀。为了减小电缆偏角的影响，测线要尽可能垂直于反射层走向，也可以在可能的条件下通过适当增大船速来克服侧流影响。由于海水与空气的波阻抗差很大，海面处的反射系数接近，必然导致水层虚反射。要想减小虚反射的影响，电缆的沉放深度也要和震源的深度一样，还有一些消除虚反射的方法，如不同接收深度的双缆

7、作业法，垂直沉放检波器接收法，但效果均不是很好。再就是各种噪声的存在，如船体的拖曳噪声（通常是减小船速来减小此噪声，等浮电缆前端的弹性段可减小此噪声）、膨胀波干扰和波浪噪声。这些噪声降低了低频段的信噪比，通常增大拖缆的沉放深度有助于削弱膨胀噪声和波浪噪声，从而提高低频段的信噪比。但是随着电缆沉放深度的增加，地震资料主频就会降低，频带变窄，分辨率降低。所以在进行地震资料采集前，应针对勘探地区的勘探要求、具体海况等条件，在保障所需主频、频带的同时，兼顾深层信息的接收，尽量减少噪声影响。只有设置合理的震源及拖缆沉放深度才能保证采集的资

8、料具有良好的品质。2.海上变深度拖缆地震数据优势分析:Soubaras(2010年)引入一个概念“全范围地震勘探”，它允许检波器随着拖缆有不同的深度。从最近的地震道开始，检波器的深度随着炮检踞增大而变深，引入多样化的地震鬼波。这种多样性使得我们能够通过运用一种先